JPH03198647A - ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はブラシレスモータに関し、−ｉ詳細には回転子
の回転位置を磁気的に検出する位置検出手段を備えたブ
ラシレスモータに関する。

（従来の技術） 回転子の回転位置を検出する位置検出手段を有するブラ
シレスモータの例としては、レーザーブリンク等の光ビ
ームを走査するポリゴンミラーを駆動する超高速のスキ
ャナモータ等が有る。第４図にポリゴンミラーを駆動す
る従来のスキャナモータの断面図を示す。固定子１００
・・・はハウジング１０２に固定され、マグネットリン
グ１０４を有する回転子１０６が固定子１００・・・の
外側を回転する構成になっている。ポリゴンミラー１０
８は回転軸１１０の上端に固定され、回転子１０Ｇの回
転に伴って回転する。回転子１゜６の回転位置を検出す
べく、ハウジング１０２の内底面であって、マグネット
リング１０４の下端面と対向する位置には位置検出手段
であるホール素子１１２が固定されている。このホール
素子１１２の上をマグネットリング１０４が回転するこ
とによりマグネットリング１０４の磁極中心が接近、離
反するのでホール素子１１２の出力端子には回転子１０
６０回転位置を示す位置信号が発生し回転子１０６の回
転位置が検出可能になっている。第５図には従来の複写
機のメインモータ等に使用される高出力モータの断面図
を示す。高出力モータは大きなトルクを得るため固定子
２００・・・のコイル２０２・・・の巻線量が多くなっ
ている。このモータにおいてもホール素子２０４で回転
子２０６のマグネットリング２０８の回転位置を検出す
るようになっている。第６図に従来のエアコン等に使用
されるモールドモータを示す。

固定子３００・・・を樹脂モールドしてハウジング３０
２を形成し、その内側で回転子３０４が回転するように
なっている。位置検出手段であるホール素子３０４はハ
ウジング３０２内にインサートモールドされており、回
転子３０Ｇのマグネットリング３０８の回転位置が検出
可能になっている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記の従来のブラシレスモーフには次の
ような課題が有る。

まず第４図のスキャナモータにおいてはホール素子１１
２とハウジング１０２外部の回路１１４との間をリード
線１１６で接続せねばならず、半田付の工程が必要とな
る。ハウジング１０２内のホール素子１１２を装着した
基板１１８とハウジング１０２外の回路１１４との間は
リード線１１６で接続しなければならないが、例えば３
相ブラシレスモータの場合、８本のリード線１１６が必
要となり半田付の作業工数が多く、モータ組立作業の作
業効率が低いという課題が有る。第５図の高出力モータ
においてはコイル２０２・・・の巻線量が多いためコイ
ルエンド（上端面）の高さ位置が高くなるためホール素
子２０４ヘマグネツトリング２０８の上端面を接近させ
るためにはマグネットリング２０８も背の高いものが要
求され、大型化によるコスト高や、回転子２０６の自重
増によるイナーシャの増大という課題が有る。この点を
解決すべく、背の低いマグネ・ントリングを用い、位置
検出手段としてリードの延出した立形ホール素子を用い
る方法も提案されたが、立形ホール素子は構造上プリン
ト基板へ実装する際に自動マウンタを使用できないため
作業性が悪い。

また、リードの剛性も不十分なので倒れ易く信顛性が低
いという課題が在る。また、ホール素子２０４をコイル
２０２に接近して設けると、巻線量の大きなコイル２０
２に大電流が流れるとコイル２０２・・・から発生する
磁束の影響により正確な位置検出が行えないことも有る
。さらに、コイル２０２・・・の巻線量が大きいためコ
イル２０２・・・の発熱量も大きくなりホール素子２０
４の耐熱処理という課題も有る。さらに、第６図のモー
ルドモータの場合、ホール素子３０４を所定の位置に位
置決してモールドするためにはホール素子３０４を固定
する必要が有り、固定手段が必要となる。また、立形ホ
ール素子を使った場合はリード間の間隙を千鳥に開け、
その後半田付せねばならず絶縁処理の手間がかかり、製
造コストがアップする。またモールドしてしまうとホー
ル素子３０４の熱対策が施せないという課題が有る。

その上ホール素子３０４が破損した場合や位置ずれが発
生した場合、交換できずハウジング３０２及び固定子３
００・・・ごと破棄せねばならなず不経済であるという
課題が有る。

従って、本発明は組立性が良く、位置検出手段の熱対策
も不要でかつ、安価なブラシレスモーフを提供すること
を目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するため、本発明は次の構成を備える。

すなわち、ハウジングと、８亥ハウジングに対して一方
の側に固定された固定子と、前記ハウジングに対して一
方の側に設けられると共に、前記固定子に対して回転可
能に設けられた回転子と、前記ハウジングに対して他方
の側に設けられ、前記回転子の回転位置を磁気的に検出
する位置検出手段と、前記ハウジングへ貫挿して設けら
れると共に、一端は前記位置検出手段へ磁気的に接続さ
れ、他端は前記回転子の磁束を位置検出手段へ伝達可能
に回転子へ接近して配された磁性体とを具備することを
特徴とし、又は固定子と、該固定子を樹脂モールドして
形成されたハウジングと、該ハウジング内において、前
記固定子に対して回転可能に設けられた回転子と、前記
ハウジングの外側に設けられ、前記回転子の回転位置を
磁気的に検出＝７− する位置検出手段と、前記ハウジングにインサートモー
ルドされると共に、一端は前記位置検出手段へ磁気的に
接続され、他端は前記回転子の磁束を位置検出手段へ伝
達可能に回転子へ接近して配された磁性体とを具備する
ことを特徴とする。

（作用） 作用について説明する。

磁性体を介して回転子の磁束を位置検出手段へ伝達可能
なので、位置検出手段をハウジングに対して固定子及び
回転子と反対側に配設することができる。従って、位置
検出手段を直接ハウジング外の回路へ装着できるのでリ
ード線による接続は不要となる。また、高出力モータに
おいて固定子のコイルエンドが高くても磁性体の長さを
長くすることにより回転子の背の高さを低く軽量にする
ことができる。従って、回転子のイナーシャも小さくで
きる。位置検出手段をハウジングに対して固定子及び回
転子と反対側、又はモールドしたハウジングの外側に設
けることによりコイルの発熱の影響を排除できる。さら
にモールドモータにお＝８ いては位置検出手段をモールドしないので固定子をその
ままに、位置検出手段のみ交換が可能となる。

（実施例） 以下、本発明の好適な実施例について添付図面と共に詳
述する。

まず第１実施例について第１図と共に説明する。

第１実施例はレーザプリンタの光ビーム走査用ポリゴン
ミラーを駆動するスキャナモータとして使用されるブラ
シレスモーフを挙げる。

１０はハウジングであり、中心部１２／＋周に固定子１
４・・・であるコイルが外嵌固定されている。

１６は回転軸であり、ハウジング１０の中心部１２の中
心孔へ回転可能に挿通されると共に、ベアリング１日・
・・で支承されている。

２０はポリゴンミラーであり、回転軸１Ｇ上端に固定さ
れたボス２２へ取付けられ回転軸１６と一体に回転可能
となっている。

２４は回転子であり、伏せたカップ状をなす回転子本体
２６と、回転子本体２６の内周面に固定されたマグネッ
トリング２８から形成されている。

マグネットリング２８の内周面及び下端面にはＮ、Ｓ極
が交互に２ｎ極（ｎ＝自然数）着磁されている。回転子
本体２６はポス２２へ取付けられており、回転子２４ば
回転軸１６と一体に、ひいてはポリゴンミラー２０と一
体に回転可能になっている。

３０は制御回路の基板であり、電子部品３２が配される
と共に、プリント配線が施されている。

基板３０はハウジング１０の下面側に固定されている。

３４は位置検出手段であるホール素子であり、制御回路
の基板３０の下面に設けられている。

ホール素子３４はマグネットリング２８の磁極中心の接
近・離反に応じて出力が変化し、その出力の変化を不図
示の検出部が捕らえて回転子２４０回転位置を検出する
。

３６は磁性体であり、制御回路の基板３０及びハウジン
グ１０を貫挿して固定されている。磁性体３６の下端は
ホール素子３４上面と接触し、上端はマグネットリング
２８の下端面に接近する位置に在る。磁性体３６とマグ
ネットリング２８間のギャップ３８はマグネットリング
２８の磁束を磁性体３６で伝達可能な距離である。これ
により、マグネットリング２８の磁極中心の磁性体３６
への接近・離反は磁性体３６を介してホール素子３４へ
伝えられる。

上記構成により、回転子２４の回転位置は、マグネット
リング２８の位置変化による磁極中心の位置変化として
磁性体３６を介してホール素子３４により検出される。

第１実施例の場合、ホール素子３４がハウジング１０の
外に在る制御回路の基板３０へ直接接続されているので
ハウジング１０の内側には回路部分が存在しない。従っ
て、２つの回路をリード片で接続する必要がない。

次に第２図と共に第２実施例について説明する。

第２実施例は高出力のブラシレスモーフを例に挙げる。

なお、第１実施例と同一の構成部材には第１１ １実施例と同一の部材番号を付し説明は省略する。

固定子１４・・・はハウジング１０の中心部１２に外嵌
固定されている。固定子１４・・・のコイル４０・・・
は高出力を出すため巻線量が多く、コイルエンド（上端
面）の高さ位置は高く形成されている。

回転子２４はカップ状の回転子本体２６と、回転子本体
２６の内周面に固定されたマグネットリング２日から成
り、ハウジング１０の中心部１２の中心孔内へ回転可能
に挿通された回転軸１６の下端にポス２２を介して固定
されている。

位置検出手段であるボール素子３４は、ハウジング１０
の上面側に固定された制御回路の基板３０へ取付けられ
ている。

磁性体３６はハウジング１０に挿通固定され、上端がホ
ール素子３４と接触し、下端はマグネットリング２８の
上端面に接近して設けられている。

本実施例の場合、第２図に明示されるようにマグネット
リング２８の上端面の冑さ位置はコイル４０・・・のコ
イルエンドより低くなっているが、２ 磁性体３６の長さが長いためマグネットリング２８へ十
分接近している。従って、マグネットリング２８は高さ
の低いものを使用可能になる。

第２実施例においてもホール素子３４による回転子２４
の回転位置の検出方法は同一である。第２実施例におい
て、コイル４０・・・の巻線量が多いためコイル４０・
・・からの発熱量が大きいがボール素子３４はハウジン
グ１０の上側に有るのでコイル４０・・・からの熱の影
響を受けることがない。また、前述のように背の低いマ
グネットリング２８を使用可能となるので、軽量で安価
なマグネットリングが使用できる。

次に第３図と共に第３実施例について説明する。

第３実施例はブラシレス型のモールドモータを例に挙げ
る。同じく第１実施例と同一の構成部材には第１実施例
と同一の部材番号を付し説明は省略する。

固定子１４・・・は合成樹脂でモールドされ、その合成
樹脂がハウジング１０を形成している。

回転子２４はハウジング１０内で回転可能になっており
、回転子２４は、回転軸１６に外嵌固定されたヨーク４
２と、ヨーク４２に外嵌固定されたマグネットリング２
８から成っている。

位置検出手段であるホール素子３４はハウジング１０の
外側に設けられた制御回路の基板３０に取付けられてい
る。

磁性体３６はハウジング１０内へインサートモールドさ
れており、下端はホール素子３４へ接触し、上端はマグ
ネットリング２８の外周面へ接近する位置に在る。

第３実施例においてもホール素子３４による回転子２４
の回転位置の検出方法は同一である。第３実施例におい
ては、ハウジング１０内は閉鎖された空間になっており
、やはり固定子１４・・・からの発熱によりハウジング
１０内は温度が上昇する。しかしホール素子３４はハウ
ジング１０の外側に設けられているので熱の影響を受け
ない。

また、ホール素子３４はハウジング１０にインサートモ
ールドされないのでホール素子３４のみの交換が可能と
なる。

上述の３実施例に於いてマグネットローターの磁束伝達
効率を高める方法として、磁性体の近接するマグネット
リング面にも固定子と対向する面に着磁されたものと同
極数の着磁をすることが有効である。又位置検出手段を
取付るプリント基板の材質を鉄基板を用いる等により位
置検出手段の磁性体と接触していない側に磁気回路を構
成することも有効である。

以上、本発明の好適な実施例について種々述べて来たが
、本発明は上述の実施例に限定されるのではなく、発明
の精神を逸脱しない範囲でさらに多くの改変を施し得る
のはもちろんである。

（発明の効果） 本発明に係るブラシレスモーフを用いると、ハウジング
に対して位置検出手段を固定子及び回転子と反対側に設
けることができるので、通常固定子及び回転子と反対側
に設けられる回路の基板へ位置検出手段を直接取付ける
ことができるので位置検出手段と回路とのリード線によ
る接続は不要となり、モータの組立工数を減じることが
でき、１５ 作業性が向上すると共番こ、コストダウンを図ることが
できる。また、固定子及び回転子とハウジングを境に反
対側に位置検出手段が配されるためコイルの熱の影響を
排除することができる。また、高出力モータの場合、磁
性体の長さを調整すればコイルエンドの高さに対して背
の低い回転子を採用することができ、安価でかつ軽量の
回転子を使用可能となる。請求項２のブラシレスモーフ
については位置検出手段がハウジングの外側に在るので
やはり熱の影響を排除できると共に、位置検出手段をイ
ンサートモールドしないので位置検出手段のみの交換が
可能となる等の著効を奏する

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るブラシレスモーフの第１実施例を
示した断面図、第２図は第２実施例を示した断面図　第
３図は第３実施例を示した断面図、第４〜第６図は従来
のブラシレスモーフを示した断面図。 １０・・・ハウジング、　　１４・・・固定子、２４・
・・回転子、　３４・・・ホール素子、　６− ３６　・ ・磁性体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ハウジングと、 該ハウジングに対して一方の側に固定された固定子と、 前記ハウジングに対して一方の側に設けられると共に、
   前記固定子に対して回転可能に設けられた回転子と、 前記ハウジングに対して他方の側に設けられ、前記回転
   子の回転位置を磁気的に検出する位置検出手段と、 前記ハウジングへ貫挿して設けられると共に、一端は前
   記位置検出手段へ磁気的に接続され、他端は前記回転子
   の磁束を位置検出手段へ伝達可能に回転子へ接近して配
   された磁性体とを具備することを特徴とするブラシレス
   モータ。 ２、固定子と、 該固定子を樹脂モールドして形成されたハウジングと、 該ハウジング内において、前記固定子に対して回転可能
   設けられた回転子と、 前記ハウジングの外側に設けられ、前記回転子の回転位
   置を磁気的に検出する位置検出手段と、 前記ハウジングにインサートモールドされると共に、一
   端は前記位置検出手段へ磁気的に接続され、他端は前記
   回転子の磁束を位置検出手段へ伝達可能に回転子へ接近
   して配された磁性体とを具備することを特徴とするブラ
   シレスモータ。